산안법 위험기계 내진설계

산업안전보건법(이하 산안법)에 따른 위험기계·기구의 내진설계는 지진 발생 시 구조적 안전성을 확보하여 2차 재해(위험물 유출, 화재, 붕괴 등)를 방지하는 데 목적이 있다.

고용노동부고시 제2023-46호(위험기계·기구 안전인증 고시)를 중심으로 내진설계 적용 대상과 기준을 공유하고자 한다.

 

 

 

산안법 위험기계 내진설계

관련 법규

산안법 제84조(안전인증)① 유해ㆍ위험기계등 중 근로자의 안전 및 보건에 위해(危害)를 미칠 수 있다고 인정되어 대통령령으로 정하는 것(이하 “안전인증대상기계등”이라 한다)을 제조하거나 수입하는 자는 안전인증대상기계등이 안전인증기준에 맞는지에 대하여 고용노동부장관이 실시하는 안전인증을 받아야 한다.

 

고용노동부고시 제2023-46호(위험기계 기구 안전인증 고시)

 

 

내진설계기준 적용 대상 기계·기구

산안법 제84조에 따른 안전인증 대상 중, 지진하중에 대한 구조 안전성을 검토해야 하는 주요 기계는 다음과 같다.

 

<표 1> 내진설계 적용 대상과 기준

대상 기계	주요 내진설계 적용 범위
압력용기 (Pressure Vessel)	[별표 4] 1) 동체의 길이가 5m 이상인 수직형 압력용기 2) 상기에 따라 적용받지 않는 압력용기는 압력용기 전 중량의 15%에 상당하는 수평하중을 지진하중으로 고려 3) 내진성능수준 및 목표(기능수행과 붕괴방지수준) <표 4-4> 내진성능수준
크레인 (Crane)	[별표 2] 옥외에 단독으로 설치되는 크레인에 한하여 적용 1) 크레인 자중(권상화물 제외)의 15%에 상당하는 수평하중 2) 별표 4 제2호의 지진하중으로 높이에 관계없이 적용.
리프트 (Lift)	[별표 3] 1) 리프트에 작용하는 수직하중의 15%에 상당하는 수평하중 2) 별표 4 제2호의 지진하중으로 높이에 관계없이 적용.

 

참고: 고시 제2023-46호 [별표 4]에 따르면, 특히 압력용기의 경우 내용물의 위험성이나 규모에 따라 풍하중과 함께 지진하중(Seismic Load) 계산이 필수적이다.

 

 

고시 제2023-46호 주요 내용 요약

이 고시는 위험기계의 제작 및 안전기준을 정의하며, 내진과 관련해서는 주로 [별표 4] "압력용기 풍하중, 지진하중 및 용접이음 기계시험 기준"에서 구체적인 계산법을 다룬다.

1. 지진하중의 산정 원칙

• 지진구역 및 구역계수 (Z): 고시 [별표 4]의 제2항(하중의 종류)에서 지진하중 산정 시 설치 지역의 지진 위험도를 고려하도록 규정하고 있다. 국내 지진구역 Ⅰ과 Ⅱ의 구분 및 그에 따른 계수값이 이 기준을 따른다.
• 위험도 계수 (I): 재현주기에 따른 가중치 (재현주기 따라 0.4에서 2.6 적용)로서 지진 설계의 "신뢰도" 또는 "목표 성능"을 결정하는 요소이다. (표준 기준 (I = 1.0): 평균 재현주기 500년의 지진을 기준으로 설계)
• 설계 지표 및 밑면 전단력 (V): 밑면 전단력 V를 산출하여 지지대(Skirt, Leg), 앵커 볼트, 기초 등의 구조적 안전성을 검토해야 한다는 원칙 역시 [별표 4]의 강도 계산 규정에 근거한다.

 

 

2. 압력용기 내진 설계 상세 ([별표 4] 제2항)

① 밑면 전단력 계산식

 

여기에서

• V: 밑면전단력(N){kgf}
• Fv: 장주기 지반증폭계수(지반 분류와 지반 가속도에 따른 값)
• Z: 지진구역계수(우리나라는 지역에 따라 0.11g 또는 0.07g 적용, 0.11g의 뜻: 지진이 발생했을 때 지반이 중력가속도의 ₁₁% 수준으로 흔들릴 수 있다는 의미)
• I: 위험도계수(재현주기 따라 0.4에서 2.6 적용, 500년: 1.0)
• W: 압력용기의 전중량(N){kgf}(설비 자체 무게 + 내부 내용물 무게)
• R: 응답수정계수(구조물의 유연성에 따른 하중 감축 계수, 스커트지지 수직형 압력용기는 2.9, 그 외의 압력용기는 2.2)
• T: 압력용기의 고유진동주기(초)

 

② 밑면 전단력 외에 최상부의 지진하중, 해당 구간(Level)에서의 지진하중 식이 있다.

 

 

내진설계 확인 절차

안전인증(KCs)을 받기 위해서는 제조사가 다음 과정을 거쳐야 한다.

• 서면심사: 설계도면과 함께 강도계산서를 제출한다. 이때 지진하중 계산 결과가 포함되어야 한다.
• 구조해석: 특히 고층 타워형 압력용기나 대형 크레인은 지진 시 전도(Overturning) 및 슬라이딩(Sliding)에 대한 안전율을 확인한다.
• 현장확인: 설치 시 설계도면대로 앵커 볼트 등이 시공되었는지 확인한다.

1. 현장 반영 방법 (설계 및 시공 단계)

내진설계 결과를 현장에 적용할 때는 '기계 자체의 강성'과 '바닥(기초)과의 결합'이 핵심이다.

• 앵커 볼트 및 기초 보강: 내진 계산서에 명시된 규격의 앵커 볼트를 사용하고, 설계된 매입 깊이와 간격을 반드시 준수해야 한다. 기계의 전도(넘어짐)를 방지하는 가장 중요한 요소이다.
• 스토퍼 및 방진 장치 설치: 기계 하부에 진동을 제어하는 방진 스프링이나 패드가 있다면, 지진 시 이탈하지 않도록 내진용 스토퍼(Limiter)를 함께 설치해야 한다.
• 배관 및 케이블 유연성 확보: 기계와 연결된 외부 배관이나 전기 배관이 지진 시 파손되지 않도록 유연 이음(Flexible Joint) 등을 사용하여 상대 변위를 수용할 수 있게 시공한다.
• 상세도면 준수: 구조기술사가 승인한 내진 상세도(Seismic Detail)에 따라 부재의 용접이나 볼트 체결이 누락 없이 이루어져야 한다.

 

 

2. 확인 방법 (검증 및 인허가 단계)

설계대로 반영되었는지 확인하는 절차는 크게 서류 확인과 현장 검사로 나뉜다.

• 서면 심사 (안전인증 시): 제조사나 설치업체는 구조계산서(내진 계산 포함)와 강도 계산서를 안전보건공단 등에 제출하여 승인을 받는다.

       - 건축물과 연결된 경우, 건축구조기술사가 확인한 '기초 안전성 확인서'가 필요할 수 있다.

• 현장 확인심사 및 안전검사: 설치 후 확인: 안전인증기관(공단 등)의 검사원이 현장에 방문하여 설계도면과 동일하게 앵커링이 되었는지, 내진 부재가 설치되었는지 육안 및 측정 장비로 확인한다.

       - 주기적 안전검사: 설치 후에도 정기 안전검사(보통 2년 주기)를 통해 내진 관련 고정부의 부식이나 풀림 상태를 지속적으로 점검받아야 한다.

• 자체 준공 점검: 현장 감독자는 '시공 상세도'와 '자재 승인 서류(MTR)'를 대조하여 설계된 강재와 볼트가 사용되었는지 확인하고 사진 채증을 해두는 것이 향후 법적 증빙에 유리하다.

<표 2> 내진설계 프로세스 요약

단계	주요 활동	확인 주체
설계	내진 해석 및 구조계산서 작성	구조기술사 / 제조사
승인	안전인증(KCs) 서면심사 요청	안전보건공단 / 지정검사기관
시공	앵커 볼트 시공 및 상세도 준수 설치	현장 시공팀 / 감리
검증	설치 완료 후 확인심사 및 합격증 수령	검사기관 / 안전관리자

 

내진설계를 완료하였다면, '내진설계 확인서'와 '시공 사진(특히 앵커 매입 과정)'을 기계별 안전관리대장에 반드시 편철해 두어야 한다. 이는 향후 노동부 점검이나 사고 발생 시 사업주의 안전조치 의무 이행을 증명하는 핵심 자료가 된다.